基于GPS和GPRS的小型追蹤器

　　1 引 言

　　隨著GPRS無線通訊、Internet網(wǎng)絡(luò)以及民用領(lǐng)域GPS的普遍應(yīng)用，將三者合一使用已成為當(dāng)今熱門的研究領(lǐng)域。

　　GPRS(General Packed Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù))采用TCP/IP協(xié)議，非常容易和現(xiàn)有的Internet技術(shù)及應(yīng)用平臺整合，即將各種IP技術(shù)和服務(wù)同移動通信技術(shù)相結(jié)合，為用戶提供各種高速度、高質(zhì)量的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。GPRS的移動通信、價格低廉、快速登陸、永遠(yuǎn)在線、組網(wǎng)靈活、信道保障、小功率防雷擊等特點(diǎn)使得GPRS已逐漸取代GSM網(wǎng)絡(luò)。

　　GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))除了更多地應(yīng)用于高精尖端測量、測繪及導(dǎo)航領(lǐng)域外，也更多地推動了其在低成本、低精度的民用小型GPS設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展和使用。GPS收發(fā)機(jī)的主要任務(wù)就是捕獲一定高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，同時對接收到的GPS信號進(jìn)行變換放大和處理，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，最終實(shí)時計算出該觀測站的三維位置、三維速度和時間。

　　整個系統(tǒng)方案如圖1所示，帶有兩個串口的微控制器一方面獲取來自GPS接收模塊的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，另一方面將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過適當(dāng)處理后轉(zhuǎn)換為GPRS可以傳送的數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)送入控制中心，當(dāng)用戶需要獲得相應(yīng)的追蹤數(shù)據(jù)時，通過網(wǎng)絡(luò)訪問即可。

　　2 總體方案

　　基于微控制器的GPS+GPRS系統(tǒng)，主要由以下幾個部分組成：微控制器模塊、GPS+GPRS模塊、鍵盤及LCD顯示屏等附件。其基本原理框圖如圖2所示。

　　MCU通過兩個串口接收和發(fā)送信號到GPS和GPRS模塊，MCU通過串口0中斷接收GPS發(fā)出的狀態(tài)信息(包括三維位置、三維速度、時間、航向等)并保存，經(jīng)軟件打包后通過串口1發(fā)送到GPRS模塊。GPRS模塊受MCU控制將此信號轉(zhuǎn)換為射頻信號GPRS網(wǎng)絡(luò)并連接Internet網(wǎng)絡(luò)。Internet用戶通過連接相關(guān)網(wǎng)站，或手機(jī)用戶通過編寫指定格式的短信，發(fā)送消息給GPRS模塊，GPRS模塊通過串口1將信號送入MCU，MCU發(fā)出接受信號鈴聲并根據(jù)約定協(xié)議自動顯示相應(yīng)信息，鍵盤操作簡單，可以方便地切換顯示信息。

　　3 硬件選型

　　該系統(tǒng)在選型時，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，主要的選擇目標(biāo)是體積重量小、能耗低的產(chǎn)品以滿足室外使用和便于老人小孩攜帶的要求。

　　3.1 MCU

　　MCU選用超低功耗型MSP430系列16位單片機(jī)MSP430F149，片內(nèi)有豐富的外設(shè)，可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問的串行通信接口(USART0～1)以及液晶顯示驅(qū)動模塊，最多可達(dá)6